JP2019207913A - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents

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Abstract

To provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method that suppress damage of a plasma generation unit due to plasma generation.SOLUTION: In a plasma processing apparatus that comprises a plasma generation unit having a plasma electrode and that performs plasma processing for a substrate which is accommodated in a processing container, a region corresponding to at least the plasma electrode of the plasma generation unit is formed of synthetic silica.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。   The present disclosure relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.

特許文献１には、プラズマ電極を備えたプラズマ発生部の開口において、プラズマ発生部の長さ方向に形成されたガス流通スリットを有するスリット板が配設されているプラズマ処理装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a plasma processing apparatus in which a slit plate having a gas flow slit formed in the length direction of a plasma generation unit is disposed in an opening of a plasma generation unit including a plasma electrode. .

特許第４３２９４０３号公報Japanese Patent No. 4329403

本開示は、プラズマを生成することによるプラズマ生成部の損傷を抑制するのに有利なプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供する。   The present disclosure provides a plasma processing apparatus and a plasma processing method that are advantageous for suppressing damage to a plasma generation unit due to generation of plasma.

本開示の一態様によるプラズマ処理装置は、
プラズマ電極を備えたプラズマ生成部を有し、処理容器内に収容された基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
前記プラズマ生成部の少なくとも前記プラズマ電極に対応する領域が合成石英にて形成されている。 A plasma processing apparatus according to an aspect of the present disclosure includes:
A plasma processing apparatus having a plasma generation unit including a plasma electrode and performing plasma processing on a substrate accommodated in a processing container,
A region corresponding to at least the plasma electrode of the plasma generation unit is formed of synthetic quartz.

本開示によれば、プラズマを生成することによるプラズマ生成部の損傷を抑制する、プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することができる。   According to the present disclosure, it is possible to provide a plasma processing apparatus and a plasma processing method that suppress damage to a plasma generation unit due to generation of plasma.

実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the whole structure of the plasma processing apparatus which concerns on embodiment. 図１のII−II矢視図である。It is an II-II arrow line view of FIG. プラズマ生成部の実施例を処理容器と共に示す図である。It is a figure which shows the Example of a plasma production | generation part with a processing container. プラズマ生成部の変形例を処理容器と共に示す図である。It is a figure which shows the modification of a plasma production | generation part with a processing container. 中空突起のうち、プラズマ電極に対応する壁面が変質していることを示すとともに、中空突起のプラズマ電極の界面付近に最大主応力が生じることを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows that the wall surface corresponding to a plasma electrode among the hollow protrusions has changed in quality, and shows that the largest principal stress arises in the interface vicinity of the plasma electrode of a hollow protrusion. 中空突起の内部の表面からの距離に応じた酸素濃度に関するＥＰＭＡ分析結果を示す図である。It is a figure which shows the EPMA analysis result regarding the oxygen concentration according to the distance from the inside surface of a hollow protrusion. 中空突起の内部の表面からの距離に応じたシラノール基相対量に関するラマン分光分析結果を示す図である。It is a figure which shows the Raman spectroscopic analysis result regarding the silanol group relative quantity according to the distance from the surface inside a hollow protrusion. シリカガラス中の三員環構造を説明する図である。It is a figure explaining the three-membered ring structure in silica glass. シリカガラス中の四員環構造を説明する図である。It is a figure explaining the four-membered ring structure in silica glass. 中空突起の内部の表面からの距離に応じた三員環構造の比率に関するラマン分光分析結果を示す図である。It is a figure which shows the Raman spectroscopy analysis result regarding the ratio of the three-membered ring structure according to the distance from the surface inside a hollow protrusion. 中空突起の内部の表面からの距離に応じた四員環構造の比率に関するラマン分光分析結果を示す図である。It is a figure which shows the Raman spectroscopic analysis result regarding the ratio of the four-membered ring structure according to the distance from the inside surface of a hollow protrusion. 中空突起におけるプラズマ電極の界面付近の最大主応力の発生箇所を検証する熱応力解析に用いた擬似モデルを示す図である。It is a figure which shows the pseudo model used for the thermal stress analysis which verifies the generation | occurrence | production location of the maximum principal stress of the hollow protrusion near the interface of the plasma electrode. 熱応力解析結果を示す図であって、上図はモデル全体の応力図であり、下図は上図の四角領域を拡大した応力図である。It is a figure which shows a thermal-stress analysis result, Comprising: The upper figure is a stress figure of the whole model, and the lower figure is a stress figure which expanded the square area | region of the upper figure. 図１２Ａの四角領域をさらに拡大した応力図である。It is the stress figure which expanded further the square area | region of FIG. 12A. シリカガラスのエッチング量とシリカガラス中に発生する最大主応力の関係に関する実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result regarding the relationship between the etching amount of silica glass, and the largest principal stress generate | occur | produced in silica glass. シリカガラスのシラノール基濃度とシリカガラスのエッチング量の関係に関する実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result regarding the relationship between the silanol group density | concentration of a silica glass, and the etching amount of a silica glass.

以下、本開示の実施形態に係るプラズマ処理装置とプラズマ処理方法について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。   Hereinafter, a plasma processing apparatus and a plasma processing method according to embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the substantially same component, the duplicate description may be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

［実施形態］
＜プラズマ処理装置＞
はじめに、本開示の実施形態に係るプラズマ処理装置の一例について図１乃至図３を参照して説明する。ここで、図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成の一例を示す断面図であり、図２は、図１のII−II矢視図である。また、図３は、プラズマ生成部の実施例を処理容器と共に示す図である。 [Embodiment]
<Plasma processing equipment>
First, an example of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 3. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the overall configuration of the plasma processing apparatus according to the embodiment, and FIG. 2 is a view taken along the line II-II in FIG. Moreover, FIG. 3 is a figure which shows the Example of a plasma production | generation part with a processing container.

以下、「合成石英」とは、高純度の四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）を酸化して合成した合成シリカガラスのことを意味する。また、「天然石英」とは、天然の石英粉を溶融した溶融石英ガラス（電気溶融と火炎溶融）を意味する。また、合成石英と天然石英を合せて、シリカガラスと称す。 Hereinafter, “synthetic quartz” means synthetic silica glass synthesized by oxidizing high-purity silicon tetrachloride (SiCl 4 ). “Natural quartz” means fused quartz glass (electric melting and flame melting) obtained by melting natural quartz powder. Synthetic quartz and natural quartz are collectively referred to as silica glass.

図１に示すプラズマ処理装置１００は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition : 化学気相成長法）やＡＬＤ（Atomic Layer Deposition : 原子層成膜法）による成膜処理に用いられる。これらの方法により、基板Ｗである半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）に、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）やシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、もしくはそれらの積層膜等が成膜される。本実施形態は、良好なステップカバレッジを得ることのできるＡＬＤ法を用いて、例えばゲート電極周辺に使用されるＳｉＮ膜のうち、ライナー膜やオフセットスペーサ膜、サイドウォールスペーサ膜等を成膜する際に好適に用いられる装置である。プラズマ処理装置１００は、ＡＬＤ法を適用しながら良好な生産性を実現するバッチ式のプラズマ処理装置である。以下、ＳｉＮ膜の成膜を例示して説明する。 The plasma processing apparatus 100 shown in FIG. 1 is used for film forming processing by, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition) or ALD (Atomic Layer Deposition). By these methods, a silicon nitride film (SiN film), a silicon oxide film (SiO 2 film), or a laminated film thereof is formed on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as “wafer”) as the substrate W. In the present embodiment, when an ALD method capable of obtaining good step coverage is used, for example, a liner film, an offset spacer film, a sidewall spacer film, etc. are formed out of SiN films used around the gate electrode. It is the apparatus used suitably for. The plasma processing apparatus 100 is a batch type plasma processing apparatus that achieves good productivity while applying the ALD method. Hereinafter, the film formation of the SiN film will be described as an example.

図１に示すように、プラズマ処理装置１００は、下端に開口部を備え、有天井で筒状の縦型の処理容器１０を有する。尚、処理容器１０は、反応管やプロセスチューブ等と称することもできる。処理容器１０は、天然石英により形成されており、処理容器１０の内部の天井には、天然石英にて形成される天井板１１が設けられて処理容器１０内が封止されている。また、この処理容器１０の下端には、外側に張り出す環状フランジ１０ｃが設けられ、例えばステンレス鋼により形成される筒状のマニホールド１２により支持されている。   As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus 100 has an opening at the lower end, and has a cylindrical vertical processing container 10 with a ceiling. In addition, the processing container 10 can also be called a reaction tube, a process tube, etc. The processing vessel 10 is made of natural quartz, and a ceiling plate 11 made of natural quartz is provided on the ceiling inside the processing vessel 10 to seal the inside of the processing vessel 10. Further, an annular flange 10c projecting outward is provided at the lower end of the processing vessel 10, and is supported by a cylindrical manifold 12 formed of, for example, stainless steel.

より具体的には、筒状のマニホールド１２の上端には、処理容器１０を支持する環状フランジ１２ａが外側に張り出すようにして形成されており、さらに、マニホールド１２の下端にも、外側に張り出す環状フランジ１２ｂが形成されている。マニホールド１２の環状フランジ１２ａの上に、Ｏリング等のシール部材１３を介して処理容器１０の環状フランジ１０ｃが気密に載置されている。また、円筒状のマニホールド１２の下端の環状フランジ１２ｂには、蓋体１４がＯリング等のシール部材１５を介して気密に取り付けられており、処理容器１０の下端の開口を気密に塞いでいる。この蓋体１４は、例えばステンレス鋼により形成されている。   More specifically, an annular flange 12 a that supports the processing container 10 is formed on the upper end of the cylindrical manifold 12 so as to project outward, and further, the lower end of the manifold 12 is stretched outward. An annular flange 12b is formed. On the annular flange 12 a of the manifold 12, the annular flange 10 c of the processing vessel 10 is airtightly placed via a seal member 13 such as an O-ring. A lid 14 is airtightly attached to an annular flange 12b at the lower end of the cylindrical manifold 12 via a seal member 15 such as an O-ring, and the opening at the lower end of the processing vessel 10 is airtightly closed. . The lid body 14 is made of, for example, stainless steel.

蓋体１４の中央には磁性流体シール部材２６が取り付けられており、この磁性流体シール部材２６には回転軸２５が回転自在でかつ気密状態に貫通（遊嵌）している。回転軸２５の下端は、昇降機構であるボートエレベータ（図示せず）から側方に延びる支持アーム２７に回転自在に支持されており、モータ等のアクチュエータ（図示せず）により、Ｚ１方向に回転自在となっている。   A magnetic fluid seal member 26 is attached to the center of the lid body 14, and a rotating shaft 25 is rotatable and airtightly penetrated (freely fitted) into the magnetic fluid seal member 26. The lower end of the rotary shaft 25 is rotatably supported by a support arm 27 extending laterally from a boat elevator (not shown) that is a lifting mechanism, and is rotated in the Z1 direction by an actuator (not shown) such as a motor. It is free.

回転軸２５の上端には回転プレート２４が配設されており、回転プレート２４には天然石英により形成される保温筒２２が搭載されている。そして、保温筒２２には、上下方向に所定間隔を置いて並ぶ複数のウエハＷを保持するウエハボート２０（基板保持部の一例）が載置されている。ウエハボート２０は天然石英により形成されており、ウエハボート２０の有する支持アーム２１は、例えば３０枚乃至５０枚程度で直径が３００ｍｍ程度のウエハＷを略等ピッチで多段に支持できるように構成されている。ボートエレベータを昇降させることにより、支持アーム２１、蓋体１４及び保温筒２２を介してウエハボート２０が一体にＺ２方向に昇降し、ウエハボート２０を処理容器１０に対して搬出入することができる。   A rotating plate 24 is disposed at the upper end of the rotating shaft 25, and a heat insulating cylinder 22 made of natural quartz is mounted on the rotating plate 24. A wafer boat 20 (an example of a substrate holding unit) that holds a plurality of wafers W arranged at predetermined intervals in the vertical direction is placed on the heat insulating cylinder 22. The wafer boat 20 is made of natural quartz, and the support arm 21 of the wafer boat 20 is configured to support, for example, about 30 to 50 wafers W having a diameter of about 300 mm in multiple stages at a substantially equal pitch. ing. By raising and lowering the boat elevator, the wafer boat 20 can be raised and lowered integrally in the Z2 direction via the support arm 21, the lid body 14, and the heat insulating cylinder 22, and the wafer boat 20 can be carried in and out of the processing container 10. .

マニホールド１２の側壁に設けられているガス導入ポート（図示せず）を介して、プラズマガス供給部４０を形成するプラズマガス供給管４１が導入されている。プラズマガス供給部４０は、プラズマガス供給源、ＭＦＣ（Mass Flow Controller、マスフローコントローラー）、開閉バルブ（いずれも図示せず）、及び天然石英により形成されるプラズマガス供給管４１を有する。   A plasma gas supply pipe 41 forming the plasma gas supply unit 40 is introduced through a gas introduction port (not shown) provided on the side wall of the manifold 12. The plasma gas supply unit 40 includes a plasma gas supply source, an MFC (Mass Flow Controller), an open / close valve (all not shown), and a plasma gas supply pipe 41 formed of natural quartz.

プラズマガス供給管４１を介して処理容器１０内にＸ１方向にプラズマガスが導入される。プラズマガスとしては、酸素を含まず、水素を含む水素含有ガスが挙げられ、より具体的には、アンモニア（ＮＨ３）ガス、水素（Ｈ２）ガス等が挙げられる。 A plasma gas is introduced into the processing container 10 in the X1 direction via the plasma gas supply pipe 41. Examples of the plasma gas include a hydrogen-containing gas that does not contain oxygen and contains hydrogen, and more specifically, ammonia (NH 3 ) gas, hydrogen (H 2 ) gas, and the like.

また、マニホールド１２の側壁に設けられているガス導入ポート（図示せず）を介して、原料ガス供給部５０を形成する原料ガス供給管５１が導入されている。原料ガス供給部５０は、原料ガス供給源、ＭＦＣ、開閉バルブ（いずれも図示せず）、及び天然石英により形成される原料ガス供給管５１を有する。   A source gas supply pipe 51 that forms the source gas supply unit 50 is introduced through a gas introduction port (not shown) provided on the side wall of the manifold 12. The source gas supply unit 50 includes a source gas supply source, an MFC, an open / close valve (none of which are shown), and a source gas supply pipe 51 formed of natural quartz.

原料ガス供給管５１を介して処理容器１０内にＸ２方向に原料ガスが導入される。処理容器１０内に導入される原料ガスは、非プラズマガスである。原料ガスとしては、シラン系ガスであるジクロロシラン（ＤＣＳ : ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガスが一例として挙げられる。適用されるシラン系ガスとしてはその他、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、モノクロロシラン(ＳｉＨ３Ｃｌ）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）、ジシリルアミン（ＤＳＡ）が適用できる。さらに、トリシリルアミン（ＴＳＡ）、ビスターシャルブチルアミノシラン（ＢＴＢＡＳ）等が適用できる。 A source gas is introduced into the processing container 10 in the X2 direction via the source gas supply pipe 51. The source gas introduced into the processing container 10 is a non-plasma gas. An example of the source gas is dichlorosilane (DCS: SiH 2 Cl 2 ) gas, which is a silane-based gas. Other applicable silane-based gases are monosilane (SiH 4 ), disilane (Si 2 H 6 ), hexamethyldisilazane (HMDS), monochlorosilane (SiH 3 Cl), trichlorosilane (SiHCl 3 ), tetrachlorosilane ( SiCl 4 ) and disilylamine (DSA) are applicable. Further, trisilylamine (TSA), viscous butylaminosilane (BTBAS), etc. can be applied.

処理容器１０の側壁の一部には、処理容器１０の高さ方向に延設する開口１０ｂが開設されており、この開口１０ｂを包囲するようにして、処理容器１０の高さ方向に延設するプラズマ生成部３０が形成されている。また、処理容器１０のうち、プラズマ生成部３０に対向する反対側には、処理容器１０内の雰囲気を真空排気するための細長い排気口１０ａが設けられている。   An opening 10b extending in the height direction of the processing container 10 is formed in a part of the side wall of the processing container 10, and extending in the height direction of the processing container 10 so as to surround the opening 10b. A plasma generating unit 30 is formed. Further, an elongated exhaust port 10 a for evacuating the atmosphere in the processing container 10 is provided on the opposite side of the processing container 10 facing the plasma generation unit 30.

図１に示すように、処理容器１０の側壁のうち排気口１０ａを包囲する箇所には、天然石英により形成される断面がコ字状の排気口カバー部材１６が処理容器１０の側壁の外周面に溶接により取り付けられている。排気カバー部材１６は、処理容器１０の側壁に沿って上方に延びており、処理容器１０の上方には排気口１７が設けられている。排気口１７には、真空ポンプや開閉弁（いずれも図示せず）等を有する真空排気部が連通している。真空排気部を作動させると、処理容器１０の内部から処理ガスを含む処理容器１０内の気体が排気カバー部材１６にＸ５方向に排気され、排気口１７を介してＸ６方向に真空ポンプへ排気される。真空排気部の作動により、処理容器１０内をプロセス中の所定の真空度に真空引きでき、処理容器１０内から処理ガス等を外部へパージすることができる。   As shown in FIG. 1, an exhaust port cover member 16 having a U-shaped cross section formed of natural quartz is disposed at a portion surrounding the exhaust port 10 a on the side wall of the processing chamber 10. It is attached by welding. The exhaust cover member 16 extends upward along the side wall of the processing container 10, and an exhaust port 17 is provided above the processing container 10. The exhaust port 17 communicates with a vacuum exhaust unit having a vacuum pump, an on-off valve (not shown) and the like. When the vacuum exhaust unit is operated, the gas in the processing container 10 including the processing gas is exhausted from the inside of the processing container 10 to the exhaust cover member 16 in the X5 direction, and is exhausted to the vacuum pump in the X6 direction through the exhaust port 17. The By the operation of the evacuation unit, the inside of the processing vessel 10 can be evacuated to a predetermined degree of vacuum during the process, and the processing gas and the like can be purged from the inside of the processing vessel 10 to the outside.

また、処理容器１０の外周を包囲するようにして、処理容器１０と処理容器１０内に収容されている複数のウエハＷを加熱する筒状の加熱部１８が設けられている。加熱部１８は、ヒータ等により形成される。また、図２に示すように、処理容器１０における排気口カバー部材１６の近傍には、処理容器１０内の温度を計測し、加熱部１８の温度制御に供される熱電対等の温度センサ１９が設けられている。また、処理容器１０内の圧力を計測し、真空排気部の排気制御に供される圧力センサ（図示せず）が設けられている。   Further, a cylindrical heating unit 18 for heating the processing container 10 and the plurality of wafers W accommodated in the processing container 10 is provided so as to surround the outer periphery of the processing container 10. The heating unit 18 is formed by a heater or the like. Further, as shown in FIG. 2, in the vicinity of the exhaust port cover member 16 in the processing container 10, a temperature sensor 19 such as a thermocouple that measures the temperature in the processing container 10 and is used for temperature control of the heating unit 18. Is provided. Further, a pressure sensor (not shown) that measures the pressure in the processing container 10 and is used for exhaust control of the vacuum exhaust unit is provided.

図１乃至図３に示すように、プラズマ生成部３０は、長手方向に直交する断面がコの字状を呈し、細長で中空の中空突起３１を有する。中空突起３１の端部にはフランジ３２が設けられており、フランジ３２が処理容器１０の側壁に対して溶接等により取り付けられている。すなわち、フランジ３２を介して、処理容器１０の外側に中空突起３１が気密に溶接接合されることにより、処理容器１０の側壁の開口１０ｂの外側において、処理容器１０の内部に連通するようにして、外側に突設したプラズマ生成部３０が形成される。尚、中空突起３１の外側には、中空突起３１を包囲する天然石英製の絶縁保護カバー（図示せず）が取り付けられてもよい。   As shown in FIGS. 1 to 3, the plasma generation unit 30 has a U-shaped cross section perpendicular to the longitudinal direction, and has an elongated and hollow hollow protrusion 31. A flange 32 is provided at the end of the hollow protrusion 31, and the flange 32 is attached to the side wall of the processing container 10 by welding or the like. That is, the hollow protrusion 31 is hermetically welded and joined to the outside of the processing container 10 via the flange 32 so as to communicate with the inside of the processing container 10 outside the opening 10 b on the side wall of the processing container 10. A plasma generation unit 30 protruding outward is formed. An insulating protective cover (not shown) made of natural quartz that surrounds the hollow protrusion 31 may be attached to the outside of the hollow protrusion 31.

また、図１に示すように、開口１０ｂの長手方向の長さと中空突起３１の長手方向の長さは共に、ウエハボート２０の長手方向の長さにほぼ対応した長さである。   Further, as shown in FIG. 1, the length in the longitudinal direction of the opening 10 b and the length in the longitudinal direction of the hollow protrusion 31 are both substantially corresponding to the length in the longitudinal direction of the wafer boat 20.

図１乃至図３に示す中空突起３１はフランジ３２を含めて、その全体が合成石英にて形成されている。すなわち、プラズマ処理装置１００を形成する部材のうち、プラズマ生成部３０を形成する中空突起３１（フランジ３２を含む）以外の石英製の部材は全て天然石英にて形成され、中空突起３１（フランジ３２を含む）のみが合成石英にて形成される。以下で詳説するが、プラズマ生成部３０では、プラズマによるスパッタリングやエッチングによりクラックが発生する等の損傷を受け易い。特に、プラズマガスである水素含有ガスにより生成された水素を含むイオンやラジカルがシリカガラス中の酸素と選択的に反応し、酸素がシリカガラスの表面から引き抜かれることが本発明者等により見出されている。   The hollow protrusion 31 shown in FIGS. 1 to 3 including the flange 32 is entirely formed of synthetic quartz. That is, among the members forming the plasma processing apparatus 100, all quartz members other than the hollow protrusions 31 (including the flange 32) forming the plasma generating unit 30 are formed of natural quartz, and the hollow protrusions 31 (the flanges 32). Only) is formed of synthetic quartz. As will be described in detail below, the plasma generation unit 30 is susceptible to damage such as generation of cracks due to sputtering or etching by plasma. In particular, the present inventors have found that ions and radicals containing hydrogen generated by a hydrogen-containing gas, which is a plasma gas, selectively react with oxygen in silica glass and oxygen is extracted from the surface of silica glass. Has been.

天然石英に比べて、合成石英は多数のシラノール基（ＯＨ基）を有していることから、プラズマ生成部３０を形成する中空突起３１には合成石英を適用することとした。また、天然石英に対して、合成石英は材料コストが高価である。これらのことに鑑み、中空突起３１（フランジ３２を含む）のみを合成石英にて形成し、プラズマ処理装置１００を形成する他の石英製の部材を全て天然石英にて形成することにより、材料コストが可及的に抑制されたプラズマ処理装置１００が得られる。   Since synthetic quartz has a greater number of silanol groups (OH groups) than natural quartz, synthetic quartz is applied to the hollow protrusions 31 forming the plasma generation unit 30. Further, synthetic quartz has a higher material cost than natural quartz. In view of these, only the hollow protrusion 31 (including the flange 32) is formed of synthetic quartz, and all other quartz members forming the plasma processing apparatus 100 are formed of natural quartz, thereby reducing the material cost. Is obtained as much as possible.

中空突起３１は、中空を介して対向する一対の側壁を有し、これら一対の側面には、一対の平行平板型のプラズマ電極３４が配設されている。図３に示すように、鉛直方向に延設する中空突起３１の側壁に対して、同様に鉛直方向に延設するプラズマ電極３４が装着されている。図２に示すように、一対のプラズマ電極３４にはプラズマ発生用の高周波電源３５が給電ライン３６を介して接続されている。プラズマ電極３４に対して、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加することによりプラズマを発生し得るようになっており、図２に示すように、中空突起３１の中空内には、プラズマ生成領域ＰＡが形成される。尚、高周波電圧の周波数は１３．５６ＭＨｚに限定されるものでなく、例えば４００ｋＨｚ等の他の周波数の高周波電圧が適用されてもよい。また、図示を省略するが、高周波電源３５と一対のプラズマ電極３４の間に、オートチューナー、システムコントローラ、及びマッチングネットワーク等が介在してもよい。このように、プラズマ生成部３０は、少なくとも、中空突起３１、一対のプラズマ電極３４、高周波電源３５及び給電ライン３６により形成されている。   The hollow protrusion 31 has a pair of side walls that face each other through a hollow, and a pair of parallel plate type plasma electrodes 34 are disposed on the pair of side surfaces. As shown in FIG. 3, a plasma electrode 34 extending in the vertical direction is similarly attached to the side wall of the hollow protrusion 31 extending in the vertical direction. As shown in FIG. 2, a pair of plasma electrodes 34 is connected to a high frequency power source 35 for generating plasma via a power supply line 36. Plasma can be generated by applying a high frequency voltage of, for example, 13.56 MHz to the plasma electrode 34. As shown in FIG. Is formed. Note that the frequency of the high-frequency voltage is not limited to 13.56 MHz, and a high-frequency voltage of another frequency such as 400 kHz may be applied. Although not shown, an auto tuner, a system controller, a matching network, and the like may be interposed between the high frequency power supply 35 and the pair of plasma electrodes 34. As described above, the plasma generation unit 30 is formed by at least the hollow protrusion 31, the pair of plasma electrodes 34, the high-frequency power source 35, and the power supply line 36.

図１に戻り、マニホールド１２の側壁を介して導入されたプラズマガス供給管４１は、屈曲した後、マニホールド１２の側壁と処理容器１０の下方の側壁に沿って上方に延設する。次いで、プラズマガス供給管４１は、中空突起３１の下方位置にて中空突起３１の中空側（処理容器１０の径方向外側）へ屈曲する。中空側へ屈曲したプラズマガス供給管４１は、中空突起３１の端壁（処理容器１０から最も離れている壁）近傍で鉛直上方側へ屈曲し、中空突起３１の上端近傍まで鉛直方向に延設している。図２に示すように、プラズマガス供給管４１は、中空突起３１の端壁近傍であって、一対のプラズマ電極３４よりも外側（処理容器１０から離れた位置）に位置する。   Returning to FIG. 1, the plasma gas supply pipe 41 introduced through the side wall of the manifold 12 is bent and then extends upward along the side wall of the manifold 12 and the lower side wall of the processing vessel 10. Next, the plasma gas supply pipe 41 is bent toward the hollow side of the hollow protrusion 31 (outside in the radial direction of the processing container 10) at a position below the hollow protrusion 31. The plasma gas supply pipe 41 bent toward the hollow side is bent vertically upward near the end wall of the hollow protrusion 31 (the wall farthest from the processing vessel 10) and extends in the vertical direction to the vicinity of the upper end of the hollow protrusion 31. doing. As shown in FIG. 2, the plasma gas supply pipe 41 is located near the end wall of the hollow protrusion 31 and outside the pair of plasma electrodes 34 (position away from the processing vessel 10).

プラズマガス供給管４１には、その長手方向に間隔を置いて複数のプラズマガス吐出孔４２が開設されており、各プラズマガス吐出孔４２を介して水平方向（図１及び図２のＸ３方向）に略均一にアンモニアガスや水素ガスといったプラズマガスを吐出できるようになっている。図１に示すように、プラズマガス吐出孔４２は、プラズマガス供給管４１において、中空突起３１の上端近傍から下端近傍に亘って設けられており、ウエハボート２０に搭載されている全てのウエハＷに対してプラズマガスが供給されるようになっている。尚、プラズマガス吐出孔４２の直径は、例えば０．４ｍｍ程度に設定できる。   In the plasma gas supply pipe 41, a plurality of plasma gas discharge holes 42 are opened at intervals in the longitudinal direction, and the horizontal direction (X3 direction in FIGS. 1 and 2) passes through each plasma gas discharge hole 42. The plasma gas such as ammonia gas or hydrogen gas can be discharged almost uniformly. As shown in FIG. 1, the plasma gas discharge holes 42 are provided in the plasma gas supply pipe 41 from the vicinity of the upper end of the hollow protrusion 31 to the vicinity of the lower end thereof, and all the wafers W mounted on the wafer boat 20. In contrast, plasma gas is supplied. The diameter of the plasma gas discharge hole 42 can be set to about 0.4 mm, for example.

図２に示すように、プラズマ生成部３０において、一対のプラズマ電極３４間に高周波電圧が印加された状態において、この一対のプラズマ電極３４間にプラズマガス吐出孔４２からプラズマガスが供給される。供給されたプラズマガスはプラズマ生成領域ＰＡに到達し、プラズマ生成領域ＰＡおいて分解され、もしくは活性化され、処理容器１０の中心側に向かって拡散しながらＸ３方向に流入する。   As shown in FIG. 2, plasma gas is supplied from the plasma gas discharge hole 42 between the pair of plasma electrodes 34 in a state where a high frequency voltage is applied between the pair of plasma electrodes 34 in the plasma generation unit 30. The supplied plasma gas reaches the plasma generation region PA, is decomposed or activated in the plasma generation region PA, and flows in the X3 direction while diffusing toward the center of the processing vessel 10.

一方、図１及び図２に示すように、マニホールド１２の側壁を介して導入された原料ガス供給管５１は、屈曲した後、マニホールド１２の側壁に沿い、さらに処理容器１０の側壁に沿って上方に延設し、ウエハボート２０の上端近傍に到達している。図２に示すように、図示例の原料ガス供給管５１は、処理容器１０の側壁の開口１０ｂの一方の側に１本設けられているが、例えば開口１０ｂを挟むようにして双方の側に２本以上設けられてもよい。   On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, the source gas supply pipe 51 introduced through the side wall of the manifold 12 is bent and then along the side wall of the manifold 12 and further along the side wall of the processing vessel 10. To the vicinity of the upper end of the wafer boat 20. As shown in FIG. 2, the raw material gas supply pipe 51 in the illustrated example is provided on one side of the opening 10b on the side wall of the processing vessel 10, but, for example, two on both sides so as to sandwich the opening 10b. It may be provided as described above.

原料ガス供給管５１には、その長手方向に間隔を置いて複数の原料ガス吐出孔５２が開設されており、各原料ガス吐出孔５２を介して水平方向（図１及び図２のＸ３方向）に略均一にＤＣＳガス等の原料ガスを吐出できるようになっている。図１に示すように、原料ガス吐出孔５２は、原料ガス供給管５１において、ウエハボート２０の下端から上端に亘って設けられており、ウエハボート２０に搭載されている全てのウエハＷに対して原料ガスが供給されるようになっている。尚、原料ガス吐出孔５２の直径も、プラズマガス吐出孔４２と同様、例えば０．４ｍｍ程度に設定できる。   A plurality of source gas discharge holes 52 are opened in the source gas supply pipe 51 at intervals in the longitudinal direction, and the source gas supply pipes 51 are arranged in the horizontal direction (X3 direction in FIGS. 1 and 2) via each source gas discharge hole 52. The material gas such as DCS gas can be discharged almost uniformly. As shown in FIG. 1, the source gas discharge holes 52 are provided from the lower end to the upper end of the wafer boat 20 in the source gas supply pipe 51, and for all the wafers W mounted on the wafer boat 20. The raw material gas is supplied. The diameter of the source gas discharge hole 52 can also be set to about 0.4 mm, for example, similarly to the plasma gas discharge hole 42.

また、プラズマ処理装置１００は、制御部（図示せず）を有する。制御部は、プラズマ処理装置１００の各構成部、例えば、加熱部１８、真空排気部、プラズマ生成部３０を構成する高周波電源３５、プラズマガス供給部４０、原料ガス供給部５０等の動作を制御する。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を有する。   Moreover, the plasma processing apparatus 100 has a control part (not shown). The control unit controls the operation of each component of the plasma processing apparatus 100, for example, the heating unit 18, the vacuum exhaust unit, the high-frequency power source 35 that constitutes the plasma generation unit 30, the plasma gas supply unit 40, and the source gas supply unit 50. To do. The control unit includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory).

ＣＰＵは、ＲＡＭ等の記憶領域に格納されたレシピ（プロセスレシピ）に従い、所定の処理を実行する。レシピには、プロセス条件に対するプラズマ処理装置１００の制御情報が設定されている。制御情報には、例えば、ガス流量や処理容器１０内の圧力、処理容器１０内の温度、プロセス時間等が含まれる。例えば、ＳｉＮ膜の成膜に際し、処理容器１０内を所定の圧力でかつ所定の温度に制御し、所定時間に亘ってプラズマを生成した後、所定時間に亘って原料ガスの供給を行い、このプラズマ生成と原料ガス供給を所定回数繰り返し実行するシーケンスがレシピに含まれる。   The CPU executes a predetermined process according to a recipe (process recipe) stored in a storage area such as a RAM. Control information of the plasma processing apparatus 100 for process conditions is set in the recipe. The control information includes, for example, a gas flow rate, a pressure in the processing container 10, a temperature in the processing container 10, a process time, and the like. For example, when forming the SiN film, the inside of the processing vessel 10 is controlled to a predetermined pressure and a predetermined temperature, and after generating plasma for a predetermined time, a source gas is supplied for a predetermined time. The recipe includes a sequence for repeatedly executing plasma generation and source gas supply a predetermined number of times.

レシピ及び制御部が適用するプログラムは、例えば、ハードディスクやコンパクトディスク、光磁気ディスク等に記憶されてもよい。また、レシピ等は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリカード等の可搬性のコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体に収容された状態で制御部にセットされ、読み出される形態であってもよい。制御部はその他、コマンドの入力操作等を行うキーボードやマウス等の入力装置、プラズマ処理装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等の表示装置、及びプリンタ等の出力装置といったユーザーインターフェイスを有している。   The program applied by the recipe and the control unit may be stored in, for example, a hard disk, a compact disk, a magneto-optical disk, or the like. In addition, the recipe or the like may be set and read in the control unit while being stored in a portable computer-readable storage medium such as a CD-ROM, DVD, or memory card. The control unit has other user interfaces such as an input device such as a keyboard and a mouse for performing command input operations, a display device such as a display for visualizing and displaying the operating status of the plasma processing apparatus 100, and an output device such as a printer. doing.

（プラズマ生成部の変形例）
次に、図４を参照して、プラズマ生成部の変形例について説明する。図１乃至３に示すプラズマ処理装置１００において、プラズマ生成部３０は、フランジ３２を含む中空突起３１の全てが合成石英にて形成されている。これに対して、図４に示す変形例に係るプラズマ生成部３０Ａは、中空突起のうち、プラズマ電極３４に対応する領域を合成石英により形成される第一領域３３Ａとする。そして、フランジ３２を含む他の領域を天然石英により形成される第二領域３３Ｂとし、第一領域３３Ａと第二領域３３Ｂを溶接にて接続することにより、中空突起３１Ａが形成される。 (Modification of plasma generator)
Next, a modification of the plasma generation unit will be described with reference to FIG. In the plasma processing apparatus 100 shown in FIGS. 1 to 3, in the plasma generation unit 30, all of the hollow protrusions 31 including the flange 32 are formed of synthetic quartz. On the other hand, in the plasma generation unit 30A according to the modification shown in FIG. 4, the region corresponding to the plasma electrode 34 in the hollow projection is the first region 33A formed of synthetic quartz. And the other area | region including the flange 32 is made into the 2nd area | region 33B formed with natural quartz, and the hollow protrusion 31A is formed by connecting the 1st area | region 33A and the 2nd area | region 33B by welding.

ここで、「プラズマ電極３４に対応する領域」とは、プラズマ電極３４が装着される領域を意味することの他、プラズマ電極３４が装着される領域よりも若干広めの領域をも意味する。以下で詳説するが、本発明者等による検証によれば、プラズマによるスパッタリングやエッチングに起因して、中空突起の壁面内には最大主応力が生じる位置は、プラズマ電極の輪郭線およびその近傍であることが特定されている。   Here, the “region corresponding to the plasma electrode 34” means not only a region where the plasma electrode 34 is mounted, but also a region slightly wider than the region where the plasma electrode 34 is mounted. As will be described in detail below, according to the verification by the present inventors, the position where the maximum principal stress is generated in the wall surface of the hollow protrusion due to sputtering or etching by plasma is the contour line of the plasma electrode and its vicinity. It has been identified.

具体的には、図５に示すように、中空突起３１の壁面において、プラズマ電極３４の輪郭の内側（プラズマ電極３４の中央側）には圧縮応力Ｃが生じ、プラズマ電極３４の外側（プラズマ電極３４から離れる側）には引張応力Ｔが生じる。その結果、中空突起３１の壁面において、プラズマ電極３４の輪郭位置やその近傍において最大主応力が生じることになる。   Specifically, as shown in FIG. 5, on the wall surface of the hollow protrusion 31, a compressive stress C is generated inside the outline of the plasma electrode 34 (center side of the plasma electrode 34), and outside the plasma electrode 34 (plasma electrode). A tensile stress T is generated on the side away from 34. As a result, the maximum principal stress is generated on the wall surface of the hollow protrusion 31 at the contour position of the plasma electrode 34 or in the vicinity thereof.

そこで、好ましくは、プラズマ電極３４が装着される領域よりも若干広めの領域を第一領域３３Ａとし、第一領域３３Ａを合成石英にて形成することにより、プラズマ生成部３０Ａの損傷を抑制することができる。例えば、プラズマ電極３４が装着される領域に対して、さらに５ｃｍ乃至２０ｃｍ程度広めの範囲を第一領域３３Ａに設定することができる。   Therefore, preferably, a region slightly wider than the region where the plasma electrode 34 is attached is defined as the first region 33A, and the first region 33A is formed of synthetic quartz, thereby suppressing damage to the plasma generation unit 30A. Can do. For example, a range wider by about 5 cm to 20 cm than the region where the plasma electrode 34 is mounted can be set as the first region 33A.

＜プラズマ処理方法＞
次に、図１乃至図３に記載するプラズマ処理装置１００を用いた、実施形態に係るプラズマ処理方法の一例について説明する。ここでは、ＡＬＤ法を適用し、プラズマガスとしてＮＨ３ガス、原料ガスとしてＤＣＳガスを使用して、ウエハＷ上にＳｉＮ膜を成膜するプロセスシーケンスを取り上げて説明する。 <Plasma treatment method>
Next, an example of the plasma processing method according to the embodiment using the plasma processing apparatus 100 described in FIGS. 1 to 3 will be described. Here, a process sequence in which an ALD method is applied and an Si 3 film is formed on the wafer W using NH 3 gas as a plasma gas and DCS gas as a source gas will be described.

まず、ウエハボート２０に３０枚乃至５０枚程度のウエハＷを搭載し、処理容器１０内にロードする。そして、処理容器１０内を所定のプロセス温度に温調し、処理容器１０内を真空引きして所定のプロセス圧力に調整する。   First, about 30 to 50 wafers W are mounted on the wafer boat 20 and loaded into the processing container 10. Then, the inside of the processing vessel 10 is adjusted to a predetermined process temperature, and the inside of the processing vessel 10 is evacuated to be adjusted to a predetermined process pressure.

次に、プラズマ生成部３０において、高周波電源３５をオン制御して高周波電圧をプラズマ電極３４間に印加し、プラズマガス供給管４１よりＮＨ３ガスをプラズマ電極３４間に供給する。ＮＨ３ガスが供給されることにより、中空突起３１の中空内には、プラズマ生成領域ＰＡが形成される。プラズマ生成領域ＰＡでは、ＮＨ４ ＊、ＮＨ３ ＊、ＮＨ２ ＊、ＮＨ＊、Ｎ２ ＊、Ｈ２ ＊、Ｈ＊（記号＊はラジカルを示す）等のラジカル（活性種）が生成される。また、ＮＨ４ ＋、ＮＨ３ ＋、ＮＨ２ ＋、ＮＨ＋、Ｎ２ ＋、Ｈ２ ＋等のイオン（活性種）が生成される。 Next, in the plasma generation unit 30, the high frequency power supply 35 is controlled to be turned on to apply a high frequency voltage between the plasma electrodes 34, and NH 3 gas is supplied between the plasma electrodes 34 from the plasma gas supply pipe 41. By supplying NH 3 gas, a plasma generation region PA is formed in the hollow of the hollow protrusion 31. In the plasma generation region PA, radicals (active species) such as NH 4 * , NH 3 * , NH 2 * , NH * , N 2 * , H 2 * , and H * (the symbol * indicates a radical) are generated. . In addition, ions (active species) such as NH 4 + , NH 3 + , NH 2 + , NH + , N 2 + , and H 2 + are generated.

アンモニアラジカル等の活性種を、処理容器１０内に供給してウエハＷの表面に化学吸着させると共に、処理容器１０内をパージする。ここで、パージとは、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガスを処理容器１０内に流すことや、真空排気系を作動して処理容器１０内の残留ガスを除去することを意味する。例えば、数十秒乃至数分程度の間、アンモニアラジカルの供給とパージを行う。 Active species such as ammonia radicals are supplied into the processing vessel 10 and chemically adsorbed on the surface of the wafer W, and the inside of the processing vessel 10 is purged. Here, purging means flowing an inert gas such as nitrogen (N 2 ) gas into the processing container 10 or operating a vacuum exhaust system to remove residual gas in the processing container 10. For example, ammonia radicals are supplied and purged for several tens of seconds to several minutes.

次に、原料ガス供給管５１よりＤＣＳガスを処理容器１０内に供給して、ウエハＷの表面に化学吸着させる。ＤＣＳガスの供給も、例えば数分程度行う。各ウエハＷ上には、既にアンモニアラジカルが付着しており、このアンモニアラジカルと供給されたＤＣＳガスが反応することにより、各ウエハＷの表面には一層のＳｉＮ膜が成膜される。尚、本実施形態に係るプラズマ処理方法におけるプロセス条件の一例を挙げると以下のようになる。すなわち、プロセス温度が３００乃至６００℃程度の範囲内、プロセス圧力が１３３３Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）以下、ＮＨ３ガスの流量が３０００ｓｃｃｍ（ｓｃｃｍ：standard cc/min）以下、ＤＣＳガスの流量が１０乃至８０ｓｃｃｍ程度の範囲内である。 Next, DCS gas is supplied into the processing container 10 from the source gas supply pipe 51 and is chemically adsorbed on the surface of the wafer W. The DCS gas is also supplied for about several minutes, for example. Ammonia radicals have already adhered on each wafer W, and a layer of SiN film is formed on the surface of each wafer W by reacting this ammonia radical with the supplied DCS gas. An example of process conditions in the plasma processing method according to the present embodiment is as follows. That is, the process temperature is in the range of about 300 to 600 ° C., the process pressure is 1333 Pa (10 Torr) or less, the flow rate of NH 3 gas is 3000 sccm (sccm: standard cc / min) or less, and the flow rate of DCS gas is about 10 to 80 sccm. Within range.

ＡＬＤ法を用いた成膜では、上記一連のシーケンスを所定回数繰り返し実行することにより、ウエハＷの表面上に所定厚みのＳｉＮ膜を成膜する。   In film formation using the ALD method, an SiN film having a predetermined thickness is formed on the surface of the wafer W by repeatedly executing the above sequence a predetermined number of times.

＜プラズマによるシリカガラス表面の損傷を検証する分析及び解析＞
本発明者等は、プラズマにより、シリカガラス表面が損傷することを種々の方法を用いて検証した。 <Analysis and analysis to verify damage of silica glass surface by plasma>
The present inventors have verified that the surface of silica glass is damaged by plasma using various methods.

（ＥＰＭＡ分析）
まず、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）分析とその結果について説明する。図５を用いて既に概説しているように、プラズマを生成する成膜プロセスを長期間に亘り繰り返し実行すると、シリカガラス製の中空突起の内部において、プラズマ電極を設置した箇所のシリカガラス表面は、プラズマによるスパッタリングやエッチングにより損傷を受け得る。特に、酸素を含まず、水素を含む水素含有ガス（ＮＨ３ガス、Ｈ２ガス等）のプラズマを生成すると、プラズマ中に生成される水素を含むイオンやラジカルがシリカガラス中の酸素と選択的に反応する。その結果、酸素がシリカガラス表層から引き抜かれる。具体的には、シリカガラス表層より、シリカガラス中のＯＨ基が引き抜かれ、Ｈ２Ｏ、ＳｉＨ４等の副生成物が生成される。 (EPMA analysis)
First, EPMA (Electron Probe Micro Analyzer) analysis and its results will be described. As already outlined with reference to FIG. 5, when the film-forming process for generating plasma is repeatedly performed over a long period of time, the silica glass surface where the plasma electrode is installed in the hollow projection made of silica glass is It can be damaged by plasma sputtering or etching. In particular, when plasma of a hydrogen-containing gas (NH 3 gas, H 2 gas, etc.) that does not contain oxygen and contains hydrogen is generated, ions and radicals containing hydrogen generated in the plasma are selectively combined with oxygen in silica glass. To react. As a result, oxygen is extracted from the surface of the silica glass. Specifically, OH groups in silica glass are extracted from the surface of the silica glass, and by-products such as H 2 O and SiH 4 are generated.

長期間使用した処理容器のうち、プラズマ生成部の中空突起のシリカガラスの一部を切り出し、板厚方向の断面に対してＥＰＭＡ分析を実施した。ＥＰＭＡ分析の結果を図６に示す。   A part of the silica glass of the hollow projection of the plasma generation part was cut out from the processing container used for a long time, and EPMA analysis was performed on the cross section in the plate thickness direction. The results of EPMA analysis are shown in FIG.

図６より、プラズマに接するシリカガラスの表層から５００μｍまでの範囲（特に２００μｍまでの範囲）にかけて、酸素濃度が減少していることが分かる。この分析結果より、プラズマに接するシリカガラス表面に近いほど、酸素濃度の低下が著しくなることが実証されている。   FIG. 6 shows that the oxygen concentration decreases from the surface layer of silica glass in contact with plasma to a range of 500 μm (particularly, a range of up to 200 μm). From this analysis result, it is proved that the lower the oxygen concentration is, the closer the surface is to the silica glass surface in contact with the plasma.

このシリカガラス中の酸素濃度が低下した変質層付近のひずみ応力を、鋭敏色法で測定すると、変質層周辺部に応力が生じており、変質層両端部と正常部の境界に最大主応力が観測された（図５参照）。この最大主応力は、シリカガラスの表層の１００μｍ乃至２００μｍ厚さ範囲に局在しており、この最大主応力の発生箇所が破損起点になる可能性がある。この応力は、酸素が還元されたことにより発生したＥ'センター（イープライムセンター）や、ＯＤＣ(Oxygen deficient center)などの構造欠陥の再結合により、シリカガラスの微細構造が再構築されて体積収縮し、発生したものと推察される。尚、Ｅ'センターとは、ガラスネットワーク中の３つの酸素と結合したＳｉに１つの不対電子が存在する構造のことである。   When the strain stress in the vicinity of the altered layer with reduced oxygen concentration in the silica glass is measured by the sensitive color method, stress is generated around the altered layer, and the maximum principal stress is at the boundary between the both ends of the altered layer and the normal part. Observed (see FIG. 5). This maximum principal stress is localized in the thickness range of 100 μm to 200 μm on the surface layer of silica glass, and the occurrence location of this maximum principal stress may be a starting point of breakage. This stress is caused by volumetric contraction due to restructuring of the silica glass microstructure by recombination of structural defects such as the E 'center (e-prime center) and ODC (Oxygen deficient center) generated by the reduction of oxygen. It is speculated that this occurred. The E ′ center is a structure in which one unpaired electron exists in Si bonded to three oxygen atoms in the glass network.

（ラマン分光分析）
次に、上記するシリカガラスの変質層の構造変化を確認するために行った、ラマン分光分析とその結果について説明する。まず、変質層の厚さ方向のシラノール基相対量を測定した。ＯＨ基の伸縮振動由来のラマンバンドが３６８０ｃｍ−１付近に弱く観測された。 (Raman spectroscopy)
Next, the Raman spectroscopic analysis performed to confirm the structural change of the altered layer of the silica glass described above and the result thereof will be described. First, the relative amount of silanol groups in the thickness direction of the altered layer was measured. A Raman band derived from the stretching vibration of the OH group was weakly observed in the vicinity of 3680 cm −1 .

そこで、８００ｃｍ−１のバンドに対する３６８０ｃｍ−１のバンドの相対強度（Ｉ(３６８０)／Ｉ(８００)）を算出することにより、プラズマ生成部における中空突起の内部の表面から厚さ方向のシラノール基（ＯＨ基）の相対量変化を求めた。その結果を図７に示す。 Therefore, by calculating the relative intensities of the bands of 3680cm -1 for the band of 800cm -1 (I (3680) / I (800)), the silanol group in the thickness direction from the inner surface of the hollow protrusion in the plasma generating unit The change in the relative amount of (OH group) was determined. The result is shown in FIG.

図７より、中空突起の内部の表面側で、特に内部の表面から５０μｍの範囲に亘り、ＯＨ基濃度が減少していることが分かる。   From FIG. 7, it can be seen that the OH group concentration decreases on the inner surface side of the hollow protrusion, particularly over a range of 50 μm from the inner surface.

次に、シリカガラス中の三員環構造及び四員環構造に対応する６１０ｃｍ−１、４９５ｃｍ−１のバンドについて分析した。尚、シリカガラス中の三員環構造及び四員環構造を、図８Ａ及び図８Ｂにそれぞれ示す。 Then, 610 cm -1 corresponding to the three-membered ring structure and four-membered ring structure of the silica glass, and analyzed for bands of 495cm -1. The three-membered ring structure and the four-membered ring structure in silica glass are shown in FIGS. 8A and 8B, respectively.

８００ｃｍ−１のバンドに対する６１０ｃｍ−１のバンドの相対強度（Ｉ(６１０)／Ｉ(８００)）と、８００ｃｍ−１のバンドに対する４９５ｃｍ−１のバンドの相対強度（Ｉ(４９５)／Ｉ(８００)）を算出した。そして、それらの算出結果に基づき、プラズマ生成部における中空突起表面から厚さ方向のシラノール基（ＯＨ基）の相対量変化を求めた。それらの結果を、図９及び図１０にそれぞれ示す。 And relative intensities of the bands of 610 cm -1 with respect to the band of 800cm -1 (I (610) / I (800)), the relative intensities of the bands of 495cm -1 with respect to the band of 800cm -1 (I (495) / I (800 )) Was calculated. And based on those calculation results, the relative amount change of the silanol group (OH group) of the thickness direction from the hollow protrusion surface in the plasma production | generation part was calculated | required. The results are shown in FIGS. 9 and 10, respectively.

図９及び図１０より、いずれも、中空突起の内部の表面側で、特に表面から５０μｍの範囲に亘り、ＯＨ基濃度が減少していることが分かる。Ｉ(６１０)／Ｉ(８００)の値、Ｉ(４９５)／Ｉ(８００)の値がいずれも小さい程、シリカガラスの三員環構造、及び四員環構造の比率が少ないことが示唆された。すなわち、中空突起表面から厚さ約５０μｍの範囲において、三員環構造及び四員環構造の比率が、中空突起の内部に比較して減少していることが推測された。   9 and 10, it can be seen that the OH group concentration decreases on the surface side inside the hollow protrusion, particularly in the range of 50 μm from the surface. It is suggested that the smaller the values of I (610) / I (800) and I (495) / I (800), the smaller the ratio of the three- and four-membered ring structures of silica glass. It was. That is, it was speculated that the ratio of the three-membered ring structure and the four-membered ring structure decreased in comparison with the inside of the hollow protrusion in the range of the thickness of about 50 μm from the surface of the hollow protrusion.

また、Ｉ(６１０)／Ｉ(８００)の値、Ｉ(４９５)／Ｉ(８００)の値の低下、つまり、三員環および四員環構造の減少は、仮想温度（シリカガラスの構造が凍結されたと考えられる温度）が１５００℃以下の場合、シリカガラスの密度の低下と相関があることが知られている。このことから、分析試料の表面から厚さ約５０μｍの範囲において、石英の密度が低下したと推察される。   Moreover, the decrease in the value of I (610) / I (800) and the value of I (495) / I (800), that is, the decrease in the three-membered ring and four-membered ring structure is caused by the fictive temperature (silica glass structure It is known that when the temperature (which is considered to be frozen) is 1500 ° C. or less, there is a correlation with a decrease in the density of silica glass. From this, it is inferred that the density of quartz has decreased in the range of about 50 μm thickness from the surface of the analysis sample.

以上、ＥＰＭＡ分析とラマン分光分析の結果より、プラズマに接する面のシリカガラスの変質層に発生した応力は、以下の第１フェーズ乃至第３フェーズが連続して生じるメカニズムによるものと推察される。まず、第１フェーズは、水素を含むプラズマによる酸素還元にともなうシリカガラス表層の密度低下である。次に、第２フェーズは、シリカガラス中の酸素欠乏欠陥の再結合による体積収縮である。最後に、第３フェーズは、シリカガラス内部にひずみが発生し、蓄積することである。   As described above, from the results of EPMA analysis and Raman spectroscopic analysis, it is presumed that the stress generated in the altered layer of the silica glass on the surface in contact with the plasma is due to a mechanism in which the following first to third phases are continuously generated. First, the first phase is a decrease in the density of the silica glass surface layer due to oxygen reduction by plasma containing hydrogen. Next, the second phase is volume shrinkage due to recombination of oxygen-deficient defects in silica glass. Finally, the third phase is the generation and accumulation of strain inside the silica glass.

（構造解析）
次に、最大主応力が変質層両端部に発生する理由を検証するべく、擬似モデルを用いた構造解析を実施した。図１１に、本構造解析においてコンピュータ内に作成した擬似モデルＭを示す。模擬モデルＭにおいて、シリカガラスモデルＭ１に対し、シリカガラスの変質層の構造変化による収縮を金属の熱収縮に置き換えるべく、アルミニウム片による変質層モデルＭ２を温度変化による熱収縮モデルとして模擬した。 (Structural analysis)
Next, in order to verify the reason why the maximum principal stress is generated at both ends of the deteriorated layer, a structural analysis using a pseudo model was performed. FIG. 11 shows a pseudo model M created in the computer in this structural analysis. In the simulated model M, the altered layer model M2 by the aluminum piece was simulated as a thermal contraction model by temperature change in order to replace the shrinkage caused by the structural change of the altered layer of the silica glass with the thermal shrinkage of the metal.

プラズマ生成部の中空突起のシリカガラスと同じサイズの石英ガラス片を1mmの厚さとし、プラズマによる変質層を線膨張係数が大きいアルミニウムに置き換えた。図１１において、シリカガラスモデルＭ１の長さをｔ１、シリカガラスモデルＭ１におけるプラズマ電極の幅をｔ２、変質層の長さをｔ３とした。変質層を模擬するアルミニウムはＡ５０５２とし、厚みを０．３ｍｍとした。また、シリカガラス、アルミニウムＡ５０５２の線膨張係数はそれぞれ、４．８×１０−７（Ｋ−１）、２．３８×１０−５（Ｋ−１）とした。 A quartz glass piece of the same size as the silica glass of the hollow projection of the plasma generation part was made 1 mm thick, and the altered layer by the plasma was replaced with aluminum having a large linear expansion coefficient. In FIG. 11, the length of the silica glass model M1 is t1, the width of the plasma electrode in the silica glass model M1 is t2, and the length of the altered layer is t3. The aluminum that simulates the altered layer was A5052, and the thickness was 0.3 mm. The linear expansion coefficients of silica glass and aluminum A5052 were 4.8 × 10 −7 (K −1 ) and 2.38 × 10 −5 (K −1 ), respectively.

定常状態から１００℃降温させ、その際にアルミニウムとシリカガラス中に発生する応力を算出した。その結果を図１２Ａ及び図１２Ｂに示す。ここで、図１２Ａは、熱応力解析結果を示す図であって、上図はモデル全体の応力図である。また、下図は上図の四角領域を拡大した応力図であり、図１２Ｂは、図１２Ａの四角領域をさらに拡大した応力図である。   The temperature was lowered by 100 ° C. from the steady state, and the stress generated in the aluminum and silica glass at that time was calculated. The results are shown in FIGS. 12A and 12B. Here, FIG. 12A is a diagram showing a thermal stress analysis result, and the upper diagram is a stress diagram of the entire model. Further, the lower diagram is a stress diagram obtained by enlarging the square region of the upper diagram, and FIG. 12B is a stress diagram obtained by further enlarging the square region of FIG. 12A.

図１２Ａ及び図１２Ｂより、変質層に見立てたアルミニウム層のエッジ部には、最大主応力が発生することが分かった。この結果は、実際の試料を鋭敏色法で観察した結果と一致している。本解析結果より、変質層の体積収縮により、変質層と正常層との内部境界端部に最大主応力σ１が生じることが再現された。   From FIG. 12A and FIG. 12B, it turned out that the largest principal stress generate | occur | produces in the edge part of the aluminum layer considered as a deteriorated layer. This result agrees with the result of observing an actual sample by the sensitive color method. From this analysis result, it was reproduced that the maximum principal stress σ1 is generated at the inner boundary edge between the deteriorated layer and the normal layer due to the volume shrinkage of the affected layer.

（ＯＨ基濃度と最大主応力の相関に関する検証）
次に、ＯＨ基濃度と最大主応力の相関に関する検証を行った。既に述べた通り、シリカガラスが、酸素を含まず水素を含む水素含有ガスのプラズマによるスパッタリングやエッチングにより、プラズマに接するプラズマ電極直下の表層は損傷し得る。その結果、シリカガラスの表層は酸素が欠乏し、密度低下と構造の再構築によって体積収縮する。この体積収縮に起因して、変質層端部には大きな応力が発生し、シリカガラスの破損に至り得る。 (Verification of correlation between OH group concentration and maximum principal stress)
Next, verification on the correlation between the OH group concentration and the maximum principal stress was performed. As described above, the surface layer immediately below the plasma electrode in contact with the plasma can be damaged by sputtering or etching of the silica glass with a hydrogen-containing gas plasma that does not contain oxygen but contains hydrogen. As a result, the surface layer of silica glass is deficient in oxygen, and shrinks in volume due to density reduction and structural restructuring. Due to this volume shrinkage, a large stress is generated at the end of the deteriorated layer, which can lead to damage of the silica glass.

ここで、プラズマ電極直下のプラズマ生成エリアにおけるシリカガラスに対して、プラズマ生成に影響のない態様で薄いシリカガラスチップを設置し、実際の成膜温度と同じ温度で一定時間アンモニアプラズマに晒す加速実験を実施した。シリカガラスチップのエッチング量とシリカガラスチップ中に発生する最大主応力の関係を調べた。図１３に実験結果を示す。   Here, an acceleration experiment in which a thin silica glass chip is installed in a mode that does not affect plasma generation, and exposed to ammonia plasma for a certain period of time at the same temperature as the actual film formation temperature, for silica glass in the plasma generation area directly under the plasma electrode. Carried out. The relationship between the etching amount of the silica glass chip and the maximum principal stress generated in the silica glass chip was investigated. FIG. 13 shows the experimental results.

図１３に示すように、シリカガラスチップのエッチング量とシリカガラスチップ中に発生する最大主応力の間には相関が認められた。評価したエッチング量の範囲では、エッチング量が増加すると発生する応力も増加することが分かった。尚、エッチング量は処理温度にも依存し、室温ではほとんどエッチングされないことも分かった。   As shown in FIG. 13, a correlation was observed between the etching amount of the silica glass chip and the maximum principal stress generated in the silica glass chip. It was found that within the range of etching amounts evaluated, the stress generated increases as the etching amount increases. It was also found that the etching amount depends on the processing temperature and is hardly etched at room temperature.

この現象、すなわち、プラズマによるシリカガラス表層の選択的な酸素還元及びエッチングを低減できれば、長期的に安定して利用可能なプラズマ生成部を有するプラズマ処理装置を提供できることになる。そのためには、アンモニアガスや水素ガスのプラズマによっても酸素が還元され難く、エッチングされ難いシリカガラスをプラズマ生成部に適用するのが好ましいことが分かった。   If this phenomenon, that is, selective oxygen reduction and etching of the silica glass surface layer by plasma can be reduced, a plasma processing apparatus having a plasma generation unit that can be stably used for a long period of time can be provided. For this purpose, it has been found that it is preferable to apply silica glass, which is difficult to reduce oxygen and is not easily etched, by plasma of ammonia gas or hydrogen gas, to the plasma generation part.

これまでプラズマ生成部に適用されてきた天然石英よりも微細構造が緻密で、より高いエッチング耐性が期待される合成石英によりプラズマ生成部を形成することとした。さらに、光学系システムに利用されている合成石英の特性を左右する成分としてＯＨ基濃度があり、シリカガラスチップを用いてＯＨ基濃度をパラメータにしてアンモニアプラズマによるエッチング量を評価した。その結果を図１４に示す。   The plasma generating portion is formed of synthetic quartz, which has a finer structure than natural quartz that has been applied to the plasma generating portion so far and is expected to have higher etching resistance. Furthermore, OH group concentration is a component that affects the characteristics of synthetic quartz used in the optical system, and the etching amount by ammonia plasma was evaluated using a silica glass chip with OH group concentration as a parameter. The result is shown in FIG.

図１４より、観測度数が少ないものの、エッチング量はＯＨ基濃度の増加とともにＯＨ基濃度の冪関数で減少することが分かる。   FIG. 14 shows that although the observation frequency is small, the etching amount decreases as a function of the OH group concentration as the OH group concentration increases.

図１３及び図１４より、ＯＨ基濃度は、シリカガラス中に発生する最大主応力にも相関があり、ＯＨ基濃度が大きい方が最大主応力が小さくなることが分かる。従って、ＯＨ基を少なくとも９０ｐｐｍ乃至１００ｐｐｍ以上で、好ましくは２００ｐｐｍ以上含む合成石英をプラズマ生成部に適用することとした。   From FIG. 13 and FIG. 14, it can be seen that the OH group concentration has a correlation with the maximum principal stress generated in the silica glass, and the maximum principal stress decreases as the OH group concentration increases. Accordingly, synthetic quartz containing at least 90 ppm to 100 ppm and preferably 200 ppm or more of OH groups is applied to the plasma generation unit.

より具体的には、ＯＨ基濃度が１０ｐｐｍ程度の天然ガラスに発生した応力に対して、ＯＨ基濃度が９０ｐｐｍ乃至１００ｐｐｍの合成石英の応力低減効果は４０％程度であることが分かっている。また、ＯＨ基濃度が１０ｐｐｍ程度の天然ガラスに発生した応力に対して、ＯＨ基濃度が２００ｐｐｍの合成石英の応力低減効果は６０％程度であることが分かっている。これらの結果に基づき、上記数値範囲を好適な範囲として規定した。   More specifically, it has been found that the stress reduction effect of synthetic quartz having an OH group concentration of 90 ppm to 100 ppm is about 40% of the stress generated in natural glass having an OH group concentration of about 10 ppm. Further, it has been found that the stress reduction effect of synthetic quartz having an OH group concentration of 200 ppm is about 60% with respect to the stress generated in natural glass having an OH group concentration of about 10 ppm. Based on these results, the above numerical range was defined as a suitable range.

上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、また、本開示はここで示した構成に何等限定されるものではない。この点に関しては、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。   Other embodiments in which other components are combined with the configurations described in the above embodiments may be used, and the present disclosure is not limited to the configurations shown here. This point can be changed without departing from the spirit of the present disclosure, and can be appropriately determined according to the application form.

図示例のプラズマ処理装置１００は、バッチ式の縦型炉であるが、それ以外の形態のプラズマ処理装置であってもよい。例えば、処理容器が中空で円盤状の処理容器であり、処理容器内には、複数の基板を載置して回転する回転テーブルが収容され、回転テーブルの上面に対して、原料ガスを供給する原料ガス供給部と、反応ガスを供給する反応ガス供給部と、が配設される形態が挙げられる。   The plasma processing apparatus 100 of the illustrated example is a batch type vertical furnace, but may be a plasma processing apparatus of other forms. For example, the processing container is a hollow and disk-shaped processing container, and a rotating table on which a plurality of substrates are placed and rotated is accommodated in the processing container, and a source gas is supplied to the upper surface of the rotating table. A form in which a raw material gas supply unit and a reaction gas supply unit for supplying a reaction gas are disposed can be used.

このプラズマ処理装置では、処理容器の有する天板の一部がプラズマ生成部となり、この天板の一部が合成石英から形成される。そして、天板のプラズマ生成部において、誘導結合プラズマ（Inductive Coupled Plasma: ＩＣＰ）発生器からなるプラズマ電極を配設することができる。このプラズマ処理装置は、一度に５枚程度のウエハＷを成膜処理できることから、所謂セミバッチ式のプラズマ処理装置と称することができる。   In this plasma processing apparatus, a part of the top plate of the processing vessel serves as a plasma generation unit, and a part of the top plate is formed from synthetic quartz. A plasma electrode composed of an inductive coupled plasma (ICP) generator can be disposed in the plasma generation section of the top plate. This plasma processing apparatus can be referred to as a so-called semi-batch type plasma processing apparatus because about five wafers W can be formed at a time.

また、円盤状の処理容器内に１枚のウエハＷを収容して成膜処理を行う、枚葉型のプラズマ処理装置であってもよい。このプラズマ処理装置では、処理容器の内側上方にアンテナ室を有し、アンテナ室の下方にサセプタを有するチャンバーが形成されている。処理容器のうち、アンテナ室を画成する壁面等を合成石英にて形成できる。   Further, it may be a single wafer type plasma processing apparatus in which a single wafer W is accommodated in a disk-shaped processing container and a film forming process is performed. In this plasma processing apparatus, a chamber having an antenna chamber inside the processing chamber and having a susceptor below the antenna chamber is formed. Of the processing container, the wall surface defining the antenna chamber can be formed of synthetic quartz.

このプラズマ処理装置にも誘導結合型のプラズマ処理装置が適用できるが、その他、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（Electron Cyclotron resonance Plasma; ＥＣＰ）が適用されてもよい。また、ヘリコン波励起プラズマ（Helicon Wave Plasma; ＨＷＰ）が適用されてもよい。さらに、マイクロ波励起表面波プラズマ（Surface Wave Plasma; ＳＷＰ）が適用されてもよい。   An inductively coupled plasma processing apparatus can also be applied to this plasma processing apparatus, but in addition, an electron cyclotron resonance plasma (ECP) may be applied. Further, Helicon Wave Plasma (HWP) may be applied. Furthermore, microwave excited surface wave plasma (Surface Wave Plasma; SWP) may be applied.

さらに、図示例は、プラズマ処理装置１００を用いて、ＡＬＤ法を適用したシリコン窒化膜の成膜方法を説明しているが、プラズマ処理装置１００や本開示の特徴を有するセミバッチ式のプラズマ処理装置、枚葉型のプラズマ処理装置は、エッチングプロセスにも好適に用いられる。   Further, although the illustrated example describes a method of forming a silicon nitride film to which the ALD method is applied using the plasma processing apparatus 100, the plasma processing apparatus 100 and a semi-batch type plasma processing apparatus having the features of the present disclosure are described. The single wafer type plasma processing apparatus is also suitably used for an etching process.

１０ 処理容器
３０、３０Ａ プラズマ生成部
３４ プラズマ電極
１００ プラズマ処理装置
Ｗ 基板（ウエハ） DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Processing container 30, 30A Plasma generating part 34 Plasma electrode 100 Plasma processing apparatus W Substrate (wafer)

Claims (13)

プラズマ電極を備えたプラズマ生成部を有し、処理容器内に収容された基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
前記プラズマ生成部の少なくとも前記プラズマ電極に対応する領域が合成石英にて形成されている、プラズマ処理装置。 A plasma processing apparatus having a plasma generation unit including a plasma electrode and performing plasma processing on a substrate accommodated in a processing container,
The plasma processing apparatus, wherein at least a region corresponding to the plasma electrode of the plasma generation unit is formed of synthetic quartz. 前記プラズマ生成部の全ての領域が前記合成石英にて形成されている、請求項１に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein all regions of the plasma generation unit are formed of the synthetic quartz. 前記プラズマ生成部と前記処理容器において、前記合成石英にて形成されている領域以外の領域が天然石英にて形成されている、請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein a region other than the region formed of the synthetic quartz is formed of natural quartz in the plasma generation unit and the processing container. 前記合成石英のＯＨ基の濃度が、９０ｐｐｍ乃至１００ｐｐｍ以上である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the synthetic quartz has an OH group concentration of 90 ppm to 100 ppm or more. 前記合成石英のＯＨ基の濃度が、２００ｐｐｍ以上である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the synthetic quartz has an OH group concentration of 200 ppm or more. 前記プラズマ生成部には、前記プラズマ電極を介してプラズマ化されるプラズマガスを前記処理容器内に供給するプラズマガス供給部が配設され、
前記プラズマガスは、酸素を含まず、水素を含む水素含有ガスである、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The plasma generation unit is provided with a plasma gas supply unit that supplies a plasma gas that is converted into plasma through the plasma electrode into the processing container,
The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma gas is a hydrogen-containing gas that does not include oxygen but includes hydrogen. 前記水素含有ガスが、ＮＨ３ガス、Ｈ２ガスのいずれか一種である、請求項６に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 6, wherein the hydrogen-containing gas is one of NH 3 gas and H 2 gas. 前記処理容器は、縦型で筒状の処理容器であり、
前記処理容器内には、複数の前記基板を多段に保持する基板保持部が収容され、
前記処理容器は、筒状の側壁の一部において、外側に突設して前記側壁の高さ方向に延設すると共に、中空を有する中空突起を有し、該中空突起が前記プラズマ生成部を形成している、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The processing container is a vertical and cylindrical processing container,
In the processing container, a substrate holding unit that holds a plurality of the substrates in multiple stages is accommodated,
The processing container has a hollow protrusion that protrudes outwardly and extends in the height direction of the side wall in a part of the cylindrical side wall, and the hollow protrusion has the plasma generation part. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing apparatus is formed. 前記中空突起のうち、前記中空を挟んで対向する一対の側面に一対の平行平板型の前記プラズマ電極が配設されている、請求項８に記載のプラズマ処理装置。   9. The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein a pair of parallel plate type plasma electrodes are disposed on a pair of side surfaces facing each other across the hollow among the hollow protrusions. 前記処理容器は、中空で円盤状の処理容器であり、
前記処理容器内には、複数の前記基板を載置して回転する回転テーブルが収容され、
前記回転テーブルの上面に対して、原料ガスを供給する原料ガス供給部と、反応ガスを供給する反応ガス供給部と、が配設され、
前記処理容器の有する天板の一部が前記プラズマ生成部である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置。 The processing container is a hollow and disk-shaped processing container,
In the processing container, a rotating table that houses and rotates a plurality of the substrates is housed,
A source gas supply unit that supplies a source gas and a reaction gas supply unit that supplies a reaction gas are disposed on the upper surface of the rotary table,
The plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a part of a top plate of the processing container is the plasma generation unit. 前記天板の前記プラズマ生成部において、誘導結合プラズマ発生器からなる前記プラズマ電極が配設されている、請求項１０に記載のプラズマ処理装置。   The plasma processing apparatus according to claim 10, wherein the plasma electrode formed of an inductively coupled plasma generator is disposed in the plasma generation unit of the top plate. プラズマ電極を備えたプラズマ生成部と処理容器とを有するプラズマ処理装置であって、前記プラズマ生成部の少なくとも前記プラズマ電極に対応する領域が合成石英にて形成され、前記プラズマ生成部には、前記プラズマ電極を介してプラズマ化されるプラズマガスを前記処理容器内に供給するプラズマガス供給部が配設され、処理容器内に収容された基板に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理方法において、
前記プラズマガス供給部より、酸素を含まず、水素を含む水素含有ガスである前記プラズマガスを供給し、プラズマ化された前記プラズマガスを前記処理容器内に供給して前記基板をプラズマ処理する、プラズマ処理方法。 A plasma processing apparatus having a plasma generation unit provided with a plasma electrode and a processing vessel, wherein at least a region of the plasma generation unit corresponding to the plasma electrode is formed of synthetic quartz, and the plasma generation unit includes: In the plasma processing method in which a plasma gas supply unit that supplies plasma gas that is converted into plasma through the plasma electrode into the processing container is disposed, and plasma processing is performed on the substrate accommodated in the processing container.
The plasma gas supply unit supplies the plasma gas which is a hydrogen-containing gas containing no hydrogen and containing hydrogen, and plasma-treats the substrate by supplying the plasma gas into the processing container. Plasma processing method. 前記水素含有ガスが、ＮＨ３ガス、Ｈ２ガスのいずれか一種である、請求項１２に記載のプラズマ処理方法。 The plasma processing method according to claim 12, wherein the hydrogen-containing gas is one of NH 3 gas and H 2 gas.
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